本发明提供了一种航天器精度自动化测量系统及精测方法，其中航天器精度自动化测量系统包括一维转台和控制系统，一维转台上设有航天器和光学自动化测量系统；航天器设置在一维转台的中心，航天器上设有立方镜；航天器的周围设有安装在一维转台上的光学自动化测量系统，光学自动化测量系统包括激光跟踪仪、广角反射器和至少四个坐标转换附件；激光跟踪仪设置在立方镜的一侧；激光跟踪仪与一维转台通过控制系统控制连接。本发明通过一维转台带动航天器旋转和激光跟踪仪自身二维旋转，实现测量航天器上不同位置的立方镜；取代了传统人工的经纬仪系统测量方式，可大幅提高测量效率和精度。